Esta imagem composta mostra imagens de tempestades em Netuno do Telescópio Espacial Hubble (à esquerda) e da espaçonave Voyager 2 (à direita). A imagem da Hubble Wide Field Camera 3 de Netuno, tirado em setembro e novembro de 2018, mostra uma nova tempestade escura (parte superior central). Na imagem da Voyager, uma tempestade conhecida como Grande Mancha Escura (GDS) é vista no centro. É cerca de 13, 000 km por 6, 600 km de tamanho - tão grande em sua dimensão mais longa quanto a Terra. As nuvens brancas vistas pairando nas proximidades das tempestades são mais altas do que o material escuro. Crédito:NASA / ESA / GSFC / JPL.
Imagens tiradas pelo Telescópio Espacial Hubble documentam a formação de uma Grande Mancha Escura em Netuno pela primeira vez, relatar pesquisadores em um novo estudo.
Como a Grande Mancha Vermelha de Júpiter, Os Grandes Pontos Negros de Netuno são tempestades que se formam em áreas de alta pressão atmosférica. Em contraste, tempestades na Terra se formam em torno de áreas de baixa pressão.
Os cientistas viram um total de seis manchas escuras em Netuno ao longo dos anos. A Voyager 2 identificou duas tempestades em 1989. Desde que o Hubble foi lançado em 1990, ele viu mais quatro dessas tempestades.
No novo estudo, cientistas planetários analisaram as fotos de Hubble do gigante de gelo tiradas nos últimos anos e registraram o crescimento de uma nova Grande Mancha Escura que se tornou visível em 2018.
Ao estudar nuvens companheiras que apareceram dois anos antes da nova Grande Mancha Escura, os pesquisadores concluíram que as manchas escuras se originam muito mais profundamente na atmosfera de Netuno do que se pensava anteriormente.
As imagens do Hubble também ajudaram os pesquisadores a identificar a frequência com que Netuno apresenta manchas escuras e quanto tempo elas duram. As novas descobertas fornecem aos cientistas insights sobre o funcionamento interno dos planetas gigantes de gelo mal compreendidos, mas também têm implicações para o estudo de exoplanetas de tamanho e composição semelhantes.
"Se você estudar os exoplanetas e quiser entender como eles funcionam, você realmente precisa entender nossos planetas primeiro, "disse Amy Simon, um cientista planetário do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland e principal autor do novo estudo publicado hoje no jornal da AGU Cartas de pesquisa geofísica . "Temos tão poucas informações sobre Urano e Netuno."
O movimento cíclico da Grande Mancha Vermelha fotografada pela espaçonave Cassini. Ao contrário de Netuno, Finas correntes de jato em Júpiter impedem a Grande Mancha Vermelha de se fragmentar e de mudar de latitude; ele gira em torno de Júpiter, mas não se move para o norte ou para o sul. Crédito:NASA.
Uma história de manchas escuras
Os cientistas viram pela primeira vez uma Grande Mancha Escura em Netuno em 1989, quando a sonda Voyager 2 da NASA voou além do misterioso planeta azul. À medida que a espaçonave se aproximava, tirou fotos de duas tempestades gigantes se formando no hemisfério sul de Netuno. Os cientistas apelidaram as tempestades de "A Grande Mancha Escura" e "Mancha Escura 2".
Apenas cinco anos depois, o telescópio espacial Hubble obteve imagens nítidas de Netuno que revelaram que a Grande Mancha Escura do tamanho da Terra e a Mancha Escura 2 menor haviam desaparecido.
"Foi certamente uma surpresa, "Simon disse." Estávamos acostumados a olhar para a Grande Mancha Vermelha de Júpiter, que presumivelmente já existia há mais de cem anos. "
Uma nova Grande Mancha Escura apareceu em Netuno em 2018, quase idêntico em tamanho e forma ao que a Voyager viu em 1989. Simon e seus colegas estavam analisando imagens do Hubble de uma mancha escura menor que apareceu em 2015 quando descobriram um pequeno, nuvens brancas brilhantes na região onde a Grande Mancha Escura de 2018 mais tarde apareceria.
"Estávamos tão ocupados rastreando essa tempestade menor de 2015, que não esperávamos necessariamente ver outro grande em breve, " Simon disse.
As nuvens de alta altitude são feitas de cristais de gelo de metano, que lhes confere sua cor branca brilhante característica. Os cientistas suspeitam que essas nuvens de metano acompanham as tempestades que formam manchas escuras, pairando acima deles da maneira como as nuvens lenticulares cobrem altas montanhas da Terra.
Uma visão dos primeiros cientistas da Grande Mancha Escura observados em Netuno. Crédito:NASA.
Vida útil de um local
Simon e os coautores Michael Wong e Andrew Hsu, da University of California Berkeley, rastrearam as nuvens de metano de 2016 a 2018. Eles descobriram que as nuvens eram mais brilhantes em 2016 e 2017, antes que a nova Grande Mancha Escura se tornasse visível.
Modelos de computador da atmosfera de Netuno mostraram que quanto mais profunda a tempestade, mais brilhantes são as nuvens que o acompanham. Que essas nuvens brancas apareceram dois anos antes da Grande Mancha Escura e que perderam algum brilho quando se tornaram visíveis sugere que manchas escuras podem se originar muito mais fundo na atmosfera de Netuno do que se pensava anteriormente, de acordo com o novo estudo.
Simon, Wong e Hsu também usaram imagens do Hubble e da Voyager 2 para identificar quanto tempo essas tempestades duram e com que frequência ocorrem. Eles relatam em um segundo estudo publicado hoje no Astronomical Journal que eles suspeitam que novas tempestades surgem em Netuno a cada quatro ou seis anos. Cada tempestade pode durar até seis anos, embora a expectativa de vida de dois anos seja mais provável, de acordo com os resultados.
Escuro versus Vermelho
As novas descobertas mostram como as Grandes Manchas Escuras de Netuno diferem da Grande Mancha Vermelha de Júpiter. A Grande Mancha Vermelha é observada desde pelo menos 1830 e pode ter até 350 anos de idade. Finas correntes de jato em Júpiter impedem a Grande Mancha Vermelha de se fragmentar e de mudar de latitude; ele gira em torno de Júpiter, mas não se move para o norte ou para o sul.
Mas os ventos de Netuno operam em faixas muito mais amplas ao redor do planeta, então, tempestades como a Grande Mancha Escura vagarosamente vagam pelas latitudes. Essas tempestades normalmente flutuam entre os jatos de vento equatorial para o oeste e as correntes que sopram para o leste nas latitudes mais altas, antes que os fortes ventos as separem.
Os cientistas planetários esperam estudar as mudanças na forma do vórtice e na velocidade do vento em tempestades que formam manchas escuras. "Nunca medimos diretamente os ventos nos vórtices escuros de Netuno, mas estimamos que as velocidades do vento estão em torno de 328 pés (100 metros) por segundo, bastante semelhante às velocidades do vento dentro da Grande Mancha Vermelha de Júpiter, "disse Wong. Observações mais frequentes usando o Hubble ajudarão a pintar uma imagem mais clara de como os sistemas de tempestades em Netuno evoluem, ele disse.
